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CCP PBT LW系列–用于激光焊接的PBT

发布时间:2018-07-18

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CCPPBTLW系列是一种全新的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。CCP研究人员成功对其形态进行了改进,使激光透过率从30%提高到了近60% ――这在PBT尚属首次。产品机械性能接近标准型号。

一、高且稳定的激光透过率

CCPPBTLW系列是一种全新的聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT)CCP研究人员成功对其形态进行了改进,使激光透过率从30%提高到了近60% ――这在PBT尚属首次。产品机械性能接近标准型号。

得益于激光透过率的改善,不仅焊接速度显著提高,其加工窗口也大幅拓宽。周线激光焊接工艺如图1所示。在相同的激光功率50 W)和相同的透明焊接件厚度2毫米)下,使用波长为1064纳米的激光时,标准PBT的焊接速度仅为5-12毫米/秒;而CCPPBTLW系列的焊接速度达到了10 70毫米/秒。在其它激光焊接工艺(如准同步焊接)和加工参数(如更大的激光功率)下,也可取得类似效果。

更高的激光透过率还带来了其它优点:例如,可以焊接更厚的部件。这意味着之前需要采用其它连接方式的应用现在也可使用激光焊接来完成。此外,也可降低激光功率以延长激光器寿命。因此,激光透明塑料CCP PBT LW系列不仅为激光焊接开启了全新的可能,也显著提高了工艺效率。

快速可靠-对加工者的优点一览:

设计更自由

加工窗口宽

周期时间更短

工艺稳定性高

质量稳定性高

灵活性更大

 

二、小散射中心即是解决方案

从原理来看,半结晶的热塑性塑料的激光焊接难度要高于非结晶塑料,因为激光束会在球晶上发生散射。这个问题在半结晶的塑料,特别是PBT上尤为常见。CCP PBT LW系列半晶PBT达到了前所未有的光学性能。与传统PBT相比,CCP PBT LW系列可透过更多的激光,激光束被散射后的宽度大幅缩小(图2和图3)。

从物理原理可知,若散射中心尺寸小于入射光束波长,则光束偏转角度非常小。对最常见的掺钕钇铝石榴石激光器或二极管激光器而言,波长约为1,000纳米(即:1微米)。因此,解决方法就是将球晶的尺寸限制在1微米以内(图4)。

 

三、前所未有的光学性能

从透射曲线我们可以清楚地观察到PBT光学性能的改善。在焊接激光的波长范围内,CCP PBT LW系列的激光透过量约为标准PBT的两倍(图5)。

此外,不光透射性有所提高一透过的激光质量也显著改善。乌布利希球散射实验结果表明,在激光焊接的波长范围内,激光几乎无法直接穿透传统无增强型PBT—所有光束都会或多或少地发生散射。但对于CCP PBT LW系列,直接透射的激光可达约50%,因此激光束变宽的幅度显著减小(5底部)

 

将样板对着太阳观察时,可以更清楚地了解这些理论值的实际意义:透过的CCP PBT LW系列光线数量增加。考虑到新材料对激光的透过能力远高于日光(波长380 - 780米),这种新塑料的特性优势就十分明显了(6)

四、激光焊接-一种清洁的连接方法

激光透射焊接,简称激光焊接,是一种具有多种优势的接合方式,在螺栓和粘合等传统连接方式之外提供了一种经济高效的解决方案。激光焊接的原理:激光束穿透激光透明部件,将下方吸收激光的部件熔化,熔融塑料将热量传递到激光透明材料,最终形成焊缝。因此,激光焊接需要一种激光透明材料和一种激光吸收材料(7)

当需要连接的组件中含敏感组件时,无震动连接就显得非常重要。因此,激光在焊接具有灵活的几何形状设计和需要在作业中保持清洁的小型部件时具有相当突出的优势。这对电子、医药等应用如汽车控制单元的外壳、传感器总成中尤为必要。

相对于其它焊接方式,激光焊接具有以下优势:

不需储存其它材料,如粘合剂和底漆等

无摩擦

  (摩擦焊接和超声波焊接可能造成摩损)

对模制件无机械负载

热量较低且仅限于局部

几乎不会造成磨损

可焊接不同黏度的材料

可修复焊接处

焊接过程不产生振动